KR100360382B1

KR100360382B1 - 미끄럼방지부재

Info

Publication number: KR100360382B1
Application number: KR1019990039698A
Authority: KR
Inventors: 조일원
Original assignee: 조일원
Priority date: 1999-09-15
Filing date: 1999-09-15
Publication date: 2002-11-18
Also published as: KR20000000108A

Abstract

본 발명은 마찰재료로서 용융 알루미나와 실리콘 카바이드, 고착재로서 NBR 혹은 SRR계의 액상 고무변성 에폭시 수지와저온 속경화형 변성 폴리아민계 접착제를 혼합하여 사용함을 특징으로 하는 미끄럼방지부재에 관한 것이다.

본 발명은 도로의 노면상에 산재되어 있는 모래, 규사, 작은 돌맹이 등 매개 마찰재에 충분히 견딜 수 있고 자동차 주행시 일정한 제동거리 확보, 커브길에서의 안전한 주행 및 사람의 보행시 미끄러짐을 방지하는 미끄럼방지부재를 제공할수 있다.

Description

미끄럼방 지부재{The subsidiary materials of the nonskid road for preventing a wheel from slipping.}

본 발명은 미끄럼을 방지하기 위한 마찰재료와 이를 고착화시키는 접착재료로 구성된 도로위의 미끄럼방지부재에 관한것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 자동차 주행시 일정한 제동거리 확보 및 커브 길에서의 안전한 주행, 사람의 보행시 미끄러짐으로부터 안전을 유지하는데 유용한 미끄럼방지부재에 관한 것이다.

종래의 미끄럼방지재료는 마찰재료로서 규사(silica) 혹은 모래, 제강 슬래그를 사용하므로 마찰재료의 알갱이(grit)의크기에 비하여 마모경도(Mohs scale)가 5~7 정도이고, 압축강도는 7,000~19,000kgf/cm2 정도로 약하여 부스러지거나 균열(crack)이 발생되어 레진 고착막(resin matrices)에서 쉽게 이탈된다. 이때, 쉽게 마모된 표면은 눈, 비 또는 이슬로인해 젖은 상태에서는 오히려 더 미끄러운 결점이 있고, 건조한 상태에서는 레진 고착막(resin matrices)에서 이탈된 알갱이의 잔재로 의해 오히려 차량이 노면에서 더 잘 미끄러지게 되는 결점이 있다.

종래의 미끄럼방지공법인 레진 몰타르(resin mortar)공법은 합성수지에 마찰제를 혼합하여 일정두께로 성형하는 공법으로, 적은 양의 합성수지에 많은 양의 마찰제를 혼합하고 성형층을 일정하게 하기 위하여 30kg 정도의 하중을 가진 롤러로 면을 고르는데 이때 30kg 정도의 하중을 갖는 롤러로 고르게 되면 알갱이의 돌출부가 옆으로 뉘어져서 인터록킹(interlocking) 효과를 감소시킨다. 또한, 종래의 몰타르 공법은 미끄럼 방지막의 전체적인 레진고착막(resinmatrices)은 기포(air pocket)를 포함하여 알갱이 사이의 공간을 완전히 채울수 없으므로 전체적인 밀도가 떨어지고 다공질 형태로 될 수 밖에 없어서 기포를 포함한 알갱이 주변의 얇은 고착막이 자동차 주행시 충격과 압력에 의해서 균열이 발생되고 마찰 재를 고착유지 시키는데 어려운 점이 있다.

미끄럼 방지재료는 첫째, 자동차의 타이어나 신발과 같은 고무와의 직접 마찰에 의해서, 둘째, 도로위의 노면상에 산재되어 있는 모래, 규사, 작은돌맹이와 같은 매개마찰재에 의해서, 셋째, 자동차의 주행시의 충격 이나 높은 압력에 의해서 마찰재료의 알갱이(grit)가 압축강도가 약하여 부스러지거나 충격강도가 약하여 균열이 발생될 때 미끄럼 방지 재료의 레진고착막에서 쉽게 이탈되어 마찰특성을 상실하거나 고착막 자체가 파괴되어 그 수명이 짧아진다. 또한, 고착제의 내충격성이 약할 경우에는 그 수명이 더욱 짧아진다. 상기 고착재료로는 접착성, 내열성, 내약품성, 내후성, 내수성, 내충격성이 우수해야 하며, 실리콘 수지, 폴리이미드수지, 페놀수지, 폴리에스터수지, 우레탄수지, 에폭시수지등의 열경화성수지에서 찾을 수 있다.

종래의 성형 공법(resin mortar 공법)에서 레진고착제는 마찰특성 특히 결합(interlocking) 효과를 살리기 위하여 마찰재료에 고착재료(합성수지) 가 코팅된 상태의 집합체로 되어 있기 때문에 상당히 다공질 형태로서 충격에 약하여 쉽게 파괴된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 사실에 근거하여 안출한 것으로서 본발명의 목적은 미끄럼 방지를 위한 마찰재료로서 긁힘경도가 높고 압축강도가 높은 용융알루미나와 상기 마찰재료를 고착화시키는 고착재료로서 파괴에너지가 큰 액상고무변성에폭시수지와 내수성이 좋고 접착력이 강한 저온속경화형(低溫速硬化形) 변성아민계로 구성되는 미끄럼방지부재를 제공하는데 목적이 있다. 본발명의 다른 목적은 도로의 노면상에 산재되어 있는 모래, 규사, 작은돌맹이등 매개마찰재에 충분히 견딜수 있는 미끄럼방지부재를 제공하는데 있다. 본발명의 또다른 목적은 자동차주행시 일정한 제동거리확보, 커브길에서의 안전한주행 및 사람의 보행시 미끄러짐을 방지하는 미끄럼방지부재를 제공하는 것이다.

이하, 본 발명의 구체적인 구성과 작용을 설명하면 다음과 같다.

마찰재료를 도로의 노면에 고착화시킴에 있어서 고착재료는 첫째, 접착력이 강하여 알갱이의 이탈이 없어야 할 것, 둘째,내충격성이 강하여 차량통행시 충격에 의한 파손이 없을 것, 셋째, 내열쇼크에 강하여 노면의 온도변화에 따른 변화가 적을 것, 넷째, 습도 또는 물에 대한 내수성이 강할 것, 다섯째, 내약품성이 우수하여 대기오염 또는 산성비에 견딜수 있는특성이 있어야 한다.

본 발명의 미끄럼방지부재는 긁힘경도가 9(mohs scale)이고 압축강도는 28,0 5~7(mohs scale)이고 압축강도가7,000~19,000kgf/cm2인 기존의 모래, 규사, 제강 슬래그등의 마찰재료보다 우수한 실리콘 카바이드와 용융 알루미나를 사용하여 매개 마찰재에 의한 손상을 방지할 수 있다. 또한, 종래의 성형 공법(resin mortar 공법)을 도장 공법으로 전환하여 레진고착제(resin matrices) 전체의 밀도를 증가시킴으로써 강한 충격이나 압력에 견딜수 있게 하였다.

우선, 노면에 산재해 있는 모래, 규사, 작은 돌맹이와 같은 매개 마찰재료보다 긁힘경도와 압축강도가 높은 재료인 실리콘카바이드(sic)와 용융 알루미나를 사용하므로서 마모를 최대한 방지하고, 미끄럼 방지 재료의 내충격성을 보강하기 위하여 마찰재료의 입자를 차량이 저속(80km/H)으로 주행하는 도로용일 경우 40 ~ 60 메쉬(mesh)로 하고, 고속도로용일 경우에는 20 ~ 40 메쉬로 하며, 보도블럭의 표면일 경우에는 180 ~ 220 메쉬로 하여 사용하고, 도장공법으로 시공함으로써 미끄럼방지재료의 밀도를 크게하고, 동시에 소음도 감소시킬 수 있다. 또한, 일정한 마찰력을 유지하도록 하기 위하여 탈크, 탄산칼슘, 실리카등 소모성 마찰재료와 비소모성 마찰재료를 일정한 비율로 혼합하여 마찰시 소모성 마찰재료는 쉽게 소모되나 비소모성 마찰재료는 장기간 일정한 마찰력을 유지하게 했다. 예를 들면, 장기간 마찰시에 마모는 마찰재료의 돌출부분에서부터 이루어지므로 점차적으로 돌출 부분이 둥글게 마모되어 어느 시점에서는 평면상태로 진행되어 마치 대리석을 다듬어 놓은 상태로 되면 미끄럼 마찰을 유발하게 되어 인터록킹(interlocking) 효과가 없어진다. 이와같은 미끄럼마찰을 방지하기 위한 방법으로서 일정 부분의 소모성 마찰재료를 사용하여 소모성 마찰재료가 마모되어 없어지더라도 비소모성 마찰재료는 노면에 남게 되어 노편이 평면 상태로 되지 않고 항상 요철면을 유지하여 노면의 마찰력을 지속적으로 유지하게 된다.

본발명의 미끄럼방지부재는 마찰재료와 결합제(binder)로 구성되고 케리어(carrier)로서 희석제가 첨가된다. 마찰재료는주로 무기질 재료로서 소모성 마찰재료와 비소모성 마찰재료로 나누어진다.

에폭시수지에 적당히 혼합되어 고착막의 강도를 증가시키면서 비소모성 마찰재료를 강하게 고정시키고, 일정 비율로 마모되어 표면을 항상 거친 상태로 유지하는 소모성 마찰재료로는 마찰경도가 5이하로 비교적 낮은 탈크(talc), 탄산칼슘(CaCO3), 황산바륨(BaSO4)와 같은 것이 이용되고, 마찰을 크게하여 미끄럼을 방지하는 주된 역할을 하는 비소모성 마찰재료로는 마찰경도가 높은 9(mohs scale)이상의 용융 알루미나, 실리콘카바이드(sic) 등을 이용할 수 있다. 결합재로는 일반적으로 내구력이 양호하고 접착력이 강한 에폭시수지를 사용하는 것이 바람직함을 알게 되었는바, 이 C.T.B.N 으로 변성된 에폭시수지는 경화반응이 끝난 후 경화된 수지막(고착막)속에서 액상고무 분자들의 입경이 약 0.5 ~ 5㎛ 의 둥근 공모양의 형태로 존재하면서 내부 응력이나 외부 압력에 따라 둥글게 혹은 타원형의 상태로 변화하면서 내부 응력을 감소시키는 효과가 있고, 냉.열 쇼크에 잘 적응하며, 외부 충격시에는 충격파장을 흡수 혹은 골고루 분산시켜는 역할을 함으로서 내충격성을 증가시키다는 것을 장기간 실험에 의하여 알게 되었다.

아래 표 1은 변성된 C.T.B.N 의 량에 따른 파괴에너지(Fracture energy)를 표시 한 것이다.

위 실험결과 C.T.B.N 의 양이 에폭시량에 대하여 중량비로 15 % 일때 가장 파괴에너지가 커져서 내충격성이 양호하게 되는것을 알수 있다.

따라서, 본 발명에서는 C.T.B.N을 에폭시량에 대하여 15 % 증가비로 사용한다.

여기에 피착재의 표면습도를 고려하여 수중경화 접착이 가능한 경화제를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 경화제로서는피막체 표면의 함수량을 고려하여 수분에 예민하지 않고 속경화성이며 접착력이 강하고 내충격성이 강한 Manich Basepoly-amine, 폴리아미드, 아미도아민 혹은 poly amine adducts를 사용할 수 있다. 또한, 작업성을 돕기 위하여 희석제를사용할 수 있다.

본 발명의 미끄럼방지부재의 구성비는 하기 표 2과 같다.

미끄럼방지부재의 구성비

	중량비	부피비
resin	18~30	16~26
소모성 마찰재	10~25	3.7~9.3
비소모성 마찰재	30~80	8.1~22
희석제	25~15	27~16.3

이하, 본 발명의 구체적인 구성과 작용을 하기의 실시예에 의거하여 상세하게 기재할 것이지만, 본 발명은 하기 실시예에만 국한되지는 않는다.

실시예

플라스크에 에폭시수지(당량: 180, 점도: 10,000 cps) 750g과 C.T.B.N 250g을 넣고 촉매로서 트리페닐포스핀(Triphenyl phosphine) 0.5g을 넣고 온도를 120℃로 승온하여 산가가 제로가 되게 반응시켰다.

*① Bentone 38은 Bentone montmorillonite로서 화학적 구조는 Al₂O₃, 4SiO₂, H₂O이고 일반적으로 Al원자의 1/6정도는 Magnesium으로 치환되어 있고 일정치 않은량의 수소, Na, K, Ca, Mg등이 느슨하게 치환되어 있음.*② Mannich baes H-177M은 L.G 화학제품으로 제조방법은 다음과 같음.*③ Versamide 280 B75는 Epoxy수지경화용 polyamide 수지로서 Amine equivalent weight 280 soild content 75%로 butyl alcohol로 cut한제품임.*④ N.B.R(청구범위에 기재된 것)은 N.B.R계 액상고무로 그 구조식은 다음과 같음.(_X1+_X2)와_Z의 비율은 약 5:1임*⑤ Epoxy수지(청구범위에 기재된 것)의 Epoxy수지의 구조식은 다음과 같음.

본 발명은 도로의 노면상에 산재되어 있는 모래, 규사, 작은 돌맹이 등 매개 마찰재에 충분히 견딜 수 있고 자동차 주행시 일정한 제동거리 확보, 커브길에서의 안전한 주행 및 사람의 보행시 미끄러짐을 방지하는 미끄럼방지부재를 제공할수 있는 효과가 있다.

Claims

마찰재료로서 용융 알루미나와 실리콘 카바이드, 고착재로서 NBR 혹은 SRR계의 액상 고무변성 에폭시 수지와 저온 속경화형 변성 폴리아민계 접착제를 혼합하여 사용함을 특징으로 하는 미끄럼방지부재.
제 1항에 있어서,

상기 용융 알루미나와 실리콘 카바이드는 긁힘경도 9 이상, 압축강도 28,000~35,000kgf/cm2임을 특징으로 하는 미끄럼방지 부재.